[科普中国]-电动隔膜泵

电动隔膜泵是一种新型的泵类，由于在隔膜材质上取得了突破性的进展，来应用于石化、陶瓷、冶金等行业，特点是不需灌引水，自吸能力强。直接将被输送介质和传动机械件分开，所以介质绝对不会向外泄漏。且泵本身无轴液封，使用寿命大大延长。应用领域：喷漆、陶瓷业中隔膜泵已占有绝对的主导地位；环保、废水处理、建筑、排污、精细化工中正在扩大它的市场份额，并具有其他泵不可替代的地位。

工作原理电动隔膜泵是一种新型的泵类，由于在隔膜材质上取得了突破性的进展，来应用于石化、陶瓷、冶金等行业，特点是不需灌引水，自吸能力强。

电机通过减速箱带动左右两端柱塞上面的隔膜一前一后往复运动。在左右两个泵腔内，装有上下四个单向球阀隔膜的运动，造成工作腔内的容积的改变，迫使四个单向球阀交替地开启和关闭，从而将液体不断地吸入和排出1。

工作方式电动隔膜泵的作用方式只是在选用气动执行机构时才有，其作用方式通过执行机构正反作用和阀门的正反作用组合形成。组合形式有4种即正正（气关型）、正反（气开型）、反正（气开型）、反反（气关型），通过这四种组合形成的隔膜泵作用方式有气开和气关两种。对于隔膜泵作用方式的选择，主要从三方面考虑：工艺生产安全；介质的特性；保证产品质量，经济损失最小。

五大特点1、不需灌引水，自吸能力达7米以上。

2、通过性能好，直径在10毫米以下的颗粒、泥浆等均可以毫不费力地通过。

3、由于隔膜将被输送介质和传动机械件分开，所以介质绝对不会向外泄漏。且泵本身无轴封，使用寿命大大延长。根据不同介质，隔膜分为氯丁橡胶、氟橡胶、丁晴橡胶等，完全可以满足不同用户的要求。

4、体积小重量轻：由于采用了行星摆线传动结构，故使泵型获得小尺寸如与同类型泵来比较，其体积重量均下降一半左右。

5、泵体介质流经部份，可根据用户要求，分为铸铁、不锈钢、衬胶、电机分为普通式、防爆式、调速式，该泵正应用在下列场合。

流量特性电动隔膜泵的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与位移(阀门的相对开度)间的关系，理想流量特性主要有直线、等百分比(对数)、抛物线和快开4种。常用的理想流量特性只有直线、等百分比(对数)、快开三种。抛物线流量特性介于直线和等百分比之间，一般可用等百分比特性来代替，而快开特性主要用于二位调节及程序控制中，因此隔膜泵特性的选择实际上是直线和等百分比流量特性的选择。

电动隔膜泵流量特性的选择可以通过理论计算，但所用的方法和方程都很复杂。多采用经验准则，具体从下几方面考虑：

1、从调节系统的调节质量分析并选择；

2、从工艺配管情况考虑；

3、从负荷变化情况分析。

口径大小隔膜泵口径的选择和确定主要依据阀的流通能力即Cv。在各种工程的仪表设计和选型时，都要对隔膜泵进行Cv计算，并提供隔膜泵设计说明书。从隔膜泵的Cv计算到阀的口径确定，一般需经以下步骤：

1、计算流量的确定。现有的生产能力、设备负荷及介质的状况，决定计算流量的Qmax和Qmin.

2、阀前后压差的确定。根据已选择的阀流量特性及系统特点选定S(阻力系数)，再确定计算压差。

3、计算Cv。根据所调节的介质选择合适的计算公式和图表，求得Cmax和Cmin.

4、选用Cv。根据Cmax，在所选择的产品标准系列中选取>Cmax且与其最接近的一级C.

5、隔膜泵开度验算。一般要求最大计算流量时的开度≯90%，最小计算流量时的开度≮10%。

6、隔膜泵实际可调比的验算。一般要求实际可调比≮10。

7、阀座直径和公称直径的确定。验证合适后，根据C确定1。

常见类型基本介绍电动隔膜泵，采用摆线钱轮减速机传动，通过曲轴滑块机构带动双隔膜作往复无能无力，使工作腔容积发生交替变化从而达到将液体不断地吸入和排出。同时，由于隔膜材质取得了突破性的进展，大大地延长隔膜的使用寿命，因此被越来越广泛地替代部分离心泵、螺杆泵来应用于石化、陶瓷、冶金等行业。

适用场合由于气动隔膜泵具有以上特点，所以在世界上隔膜泵自从诞生以来正逐步侵入其他泵的市场，并占有其中的一部分。如：喷漆、陶瓷业中隔膜泵已占有绝对的主导地位，而在其他的一些行业中，像环保、废水处理、建筑、排污、精细化工中正在扩大它的市场份额，并具有其他泵不可替代的地位。气动隔膜泵的优势在于：

1、由于用空气作动力，所以流量随背压(出口阻力)的变化而自动调整，适合用于中高粘度的流体。而离心泵的工作点是以水为基准设定好的，如果用于粘度稍高的流体，则需要配套减速机或变频调速器，成本就大大的提高了，对于也是同样如此。

2、在易燃易爆的环境中用气动泵可靠且成本低，如燃料、火药、炸药的输送，因为：第一、接地后不可能产生火花；第二、工作中无热量产生，机器不会过热；第三、流体不会过热因为隔膜泵对流体的搅动最小。

3、在工地恶劣的地方，如建筑工地、工矿的废水排放、由于污水中的杂质多且成分复杂，管路易于堵塞，这样对电泵就形成负荷过高的情况，电机发热易损。气动隔膜泵可通过颗粒且流量可调，管道堵塞时自动停止至通畅。

4、另外隔膜泵体积小易于移动，不需要地基，占地面极小，安装简便经济。可作为移动式物料输送泵。

5、在有危害性、腐蚀性的物料处理中，隔膜泵可将物料与外界完全隔开。

6、或是一些试验中保证没有杂质污染原料。

7、可用于输送化学性质比较不稳定的流体，如：感光材料、絮凝液等。这是因为隔膜泵的剪切力低，对材料的物理影响小。

特点1、结构紧凑、体积小、重量轻、装拆方便；

2、传动效率高；

3、运转平稳、噪音低；

4、使用寿命长；

5、可无泄 漏输送介质；

6、可承受空载运行；

7、不需灌引水，能自吸；

8、通过性能好，大颗粒杂质、泥浆等均可毫不费力地通过；

9、根据不同介质，隔膜分为氯丁橡胶、氟橡胶、丁腈橡胶、四氟乙烯，完全可以满足不同用户的需要。过流部件也可根据用户要求，分为、不锈钢、衬胶、铝合金电，机分为普通型和防爆型。

优点1、流通性能好，直径在10毫米以下的颗粒、泥浆等均可以毫不费力地通过；

2、不需要先灌引水，化工泵能力长，可以达到达7米以上；

3、品种多，泵体介质过流部分，可根据用户要求不同，分为铸铁、不锈钢、衬胶、铝合金，自吸泵电机可分普通电机、防爆电机、减速电机和电磁调速电机；

4、电动隔膜泵本身无轴封，使用寿命大大延长；根据不同介质，隔膜可分为氯丁橡胶、氟橡胶、丁晴橡胶、聚四氟已烯、特氟龙（F46）等，可以满足不同客户的要求。

用途1、吸花生酱、泡菜、土豆泥、小红肠、果酱、苹果浆、巧克力等；

2、泵吸油漆、树胶、颜料；

3、粘合剂和胶水等全部种类可用泵吸取；

4、各种瓦、瓷、砖器及陶器釉浆；

5、油井钻好后，用泵吸沉积物及灌浆；

6、泵吸各种污水；

7、泵吸各种乳剂和填料；

8、用泵为油轮、驳船清仓吸取仓内污水；

9、啤酒花及发酵粉稀浆、糖浆、糖蜜；

10、泵吸矿井、炕道、隧道、选矿、矿渣中的积水；

11、泵吸水泥灌浆及灰浆、各种橡胶浆；

12、各种磨料、腐蚀剂、石油及泥浆、清洗油垢及一般容器；

13、各种剧毒、易燃、易挥发液体；

14、各种强酸、强碱、强腐蚀液体；

15、作为各种压滤机前级送压装置。

注意事项1、隔膜泵开停车负荷操作：隔膜泵是由变频电机驱动,若开停车负荷过大或过小、为尽量避免以上情况的出现,硬性规定开停车负荷都控制在30 %左右，并在仪表中设置使增减负荷都必须在一段时间内才能完成，有效的从工艺上做到了对变频器的维护。

2、隔膜泵仪表空气及润滑油压力系统操作：隔膜泵的仪表空气和润滑油压力都与主电机设有联锁，推进液的注油、排油阀为气闭阀，要始终维持一定的空气压力，两阀的最小动作压力不低于0.4MPa，所以仪表空气压力一般维持在015MPa以上，即使停泵后也不停仪表空气，以免推进液腔内的液体不够或过量，供给阀门的空气是经过过滤、油雾化的。隔膜泵在运行中,润滑油压力应不低于压力联锁值（0.15MPa），且润滑油出口过滤器压差不能太大，润滑油流量窥镜内的钢球应处于上限位置，调节此流量时调节幅度不能太大，以免瞬间流量过大使压力下降太快引起联锁跳车。

隔膜泵的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与位移（阀门的相对开度）间的关系，理想流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线和快开等4种，特性曲线和阀芯形状如图1和图2所示。常用的理想流量特性只有直线、等百分比（对数）、快开三种。
隔膜泵流量特性的选择可以通过理论计算，但所用的方法和方程都很复杂。采用经验准则，具体从下几方面考虑：①从调节系统的调节质量分析并选择；②从工艺配管情况考虑；③从负荷变化情况分析。
选择好隔膜泵的流量特性，就可以根据其流量特性确定阀门阀芯的形状和结构，但对于像隔膜阀、蝶阀等，由于它们的结构特点，不可能用改变阀芯的曲面形状来达到所需要的流量特性，这时，可通过改变所配阀门定位器的反馈凸轮外形来实现1。

主要比较高压无气喷涂效率高，表面细腻平整，附着力强，涂料损耗少而得到建筑、机械、船舶、家具等行业的广泛使用。高压无气喷涂机分为气动式无气喷涂机，电动式无气喷涂机（柱塞泵）和电动无气喷涂机（隔膜泵），由于气动式无气喷涂机需要带压缩空气源而限制了气动喷涂机的使用。现仅将电动柱塞无气喷涂机与电动隔膜无气喷涂机作比较，柱塞泵是将直流电动机带动柱塞复运动将涂料吸入，加压后排出，由于其柱塞裸露，且柱塞在涂料中工作，在涂料研磨作用下柱塞磨损非常快，一旦配备口径较大的喷嘴，其柱塞往复频率提高，加剧柱塞的磨损，机器寿命短。而更换柱塞价格非常昂贵，如果电压不正常也将直接导致工作直流电的不正常。另外，由于大幅来回往复运动，柱塞泵的工作脉动很大，使得喷涂不稳定，涂料喷上的墙面平整度就不够好。但柱塞泵初始吸料较快是其长处。隔膜式无气喷涂机（隔膜泵），其设计是在柱塞泵基础上得到了更大的改进，原理为用电动机带动活塞往复工作（注意，活塞并不直接接触涂料），再推动隔膜运动，将涂料吸收加压后推出，通过喷嘴喷向涂装物体，由于其活塞在防磨损的油中工作，工作环境大大优化，寿命大大提高，经过掺透硬化处理的活塞更是不易损坏，加上高分子材料制成的高抗绞隔膜更使隔膜泵寿命进一步提高。运行可靠是隔膜泵的又一长处，故障率极底，对电压要求底，对环境要求底，维修容易，维修费用仅为柱塞泵的五分之一左右。隔膜泵性价比优，其优异的性能价格比将推动隔膜泵的推广1。

本词条内容贡献者为:

张尉 - 副教授 - 西南大学